JPS5949144B2 - automatic tool changer - Google Patents

automatic tool changer

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Publication number
JPS5949144B2
JPS5949144B2 JP13526780A JP13526780A JPS5949144B2 JP S5949144 B2 JPS5949144 B2 JP S5949144B2 JP 13526780 A JP13526780 A JP 13526780A JP 13526780 A JP13526780 A JP 13526780A JP S5949144 B2 JPS5949144 B2 JP S5949144B2
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JP
Japan
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tool
arm
changer
main shaft
magazine
Prior art date
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Expired
Application number
JP13526780A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS5761441A (en
Inventor
和典 小林
和男 陣野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5761441A publication Critical patent/JPS5761441A/en
Publication of JPS5949144B2 publication Critical patent/JPS5949144B2/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15773Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking the tool from a storage device and passing it on to other transfer devices, which insert it in a spindle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマシニングセンタ等に用いられる自動工具交換
装置に関し、加工中の待機時間を利用して次工程の工具
を準備し、短時間で工具を交換するようにしたものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic tool changer used in machining centers, etc., which utilizes standby time during machining to prepare tools for the next process and change tools in a short time. be.

自動工具交換装置は多数の配列されたポットに収納され
た工具を保有し、その工具の軸心がヘッドストックの主
軸の方向と直角あるいはそれに近い角度をなすようにさ
れたマガジンから、新工具を取り出し、あるいは、使用
済の工具を主軸からマガジンへ収納するような構造を有
し、マガジンのポットを旋回させる装置と、それ自身が
左右移動、前後移動及び旋回動の各動作をするいわゆる
旋回アーム若しくは前後移動、中間停止機能をもつ旋回
動の旋回アームとによって構成されている。
An automatic tool changer has tools stored in a large number of arranged pots, and new tools are transferred from a magazine whose axes are perpendicular to or close to the direction of the main axis of the headstock. It has a structure that takes out or stores used tools from the main shaft into the magazine, and includes a device that rotates the pot of the magazine, and a so-called pivot arm that itself moves left and right, back and forth, and rotates. Alternatively, it is composed of a swinging arm that can move forward and backward and has a pivoting function and an intermediate stop function.

例えば、第1図に示すマシニングセンタに具備した従来
の自動工具交換装置について詳細に説明すると、コラム
101の左側面に配設しであるマガジン102には複数
個のポット103が配夕1ルてあり、このポット103
に番号によって類別された工具104が収納されている
For example, to explain in detail the conventional automatic tool changer installed in the machining center shown in FIG. , this pot 103
Tools 104 categorized by numbers are stored in the.

そして、所要の番号の工具104がテープ指令により選
択されて、ヘッドストック105の主軸に装着された工
具106と中間機器即ち、チェ/ジャアーム107によ
って交換できるようになっている。
Then, the tool 104 with the required number is selected by the tape command, and can be exchanged with the tool 106 mounted on the main shaft of the headstock 105 by an intermediate device, that is, a changer arm 107.

工具交換時に於て、マガジン102内のポット103に
収納された工具104は一旦、シリンダ108の作動に
よりヒンジ109を中心として90°引起され、第1図
中の2点鎖線で示す如く、工具104′の位置に待機さ
せ、チェンジャアーム107を図中の矢印a方向に移動
して工具104′をフィンガ110にて把持し、更にチ
ェンジャア−ム107が工具104′の軸方向、即ち矢
印C方向に移動してポット103′より引き抜くと共に
空になったボッI−103’を再びシリンダ108の作
動で90°旋回させてマガジン102内に収納する。
When exchanging tools, the tool 104 stored in the pot 103 in the magazine 102 is once pulled up 90 degrees around the hinge 109 by the operation of the cylinder 108, and as shown by the two-dot chain line in FIG. The changer arm 107 is moved in the direction of the arrow a in the figure to grip the tool 104' with the fingers 110, and the changer arm 107 is moved in the axial direction of the tool 104', that is, in the direction of the arrow C. Then, the empty bottle I-103' is rotated 90 degrees by the operation of the cylinder 108 and stored in the magazine 102.

しかる後にチェンジャアーム107は軸方向、即ち矢印
d方向に引込んで元の位置に戻り、ヘッドストック10
5の工具106が交換される時期を待っている。
After that, the changer arm 107 is retracted in the axial direction, that is, in the direction of arrow d, and returns to its original position, and the headstock 10
Waiting for the time when the tool 106 of No. 5 will be replaced.

工具106による加工が完了すると、ヘッドストック1
05はコラム101の側面を上昇してチェンジャアーム
107と同一水準面にて停止する。
When the machining with the tool 106 is completed, the headstock 1
05 moves up the side of the column 101 and stops at the same level as the changer arm 107.

この後、チェンジャアーム107は矢印す方向に移動し
、フィンガ110′にて主軸に装着された工具106を
把持し、さらにチェンジャアーム107を矢印C方向に
移動して工具106を引き抜き、次に180°旋回して
新工具1041を主軸位置に合せた後、元のように矢印
d方向に戻すと、新工具104′は主軸に装着されて工
具交換が完了する。
Thereafter, the changer arm 107 moves in the direction of arrow A, grips the tool 106 attached to the spindle with fingers 110', further moves the changer arm 107 in the direction of arrow C to pull out the tool 106, and then After rotating the new tool 1041 to the main spindle position, the new tool 1041 is returned to the original direction in the direction of arrow d, and the new tool 104' is attached to the main spindle, completing the tool exchange.

工具交換が完了してチェンジャアーム107が矢印a方
向に移動すると、ヘッドストック105は下降して加工
工程に入る。
When the tool exchange is completed and the changer arm 107 moves in the direction of arrow a, the head stock 105 descends and enters the machining process.

このような従来の自動工具交換装置において、工具10
4′をチェンジャアーム107によって引き抜いた時、
機械自体は工具106によって加工中であり、切粉や切
削油等が飛散しており、且つ空になったポット103′
の開口部は開放状態となっているためポット103′内
に切粉や切削油等粉塵が入り込み、これを防止すること
が困難である。
In such a conventional automatic tool changer, the tool 10
4' is pulled out by changer arm 107,
The machine itself is being processed by the tool 106, chips, cutting oil, etc. are scattered, and the pot 103' is empty.
Since the opening of the pot 103' is in an open state, dust such as cutting chips and cutting oil enters into the pot 103', and it is difficult to prevent this.

また、チェンジャアーム107の左右移動、即ち矢印a
、b方向移動のために加工中こおけるヘソ、トスドック
105はチェンジャアーム107の位置まで上昇するこ
とができないため、その刊工範囲も制限されるとともに
工具の交換に時間がかかる。
Also, the left and right movement of the changer arm 107, that is, the arrow a
Because the toss dock 105 cannot rise to the position of the changer arm 107 due to the movement in the b direction, the toss dock 105 cannot rise to the position of the changer arm 107, so its working range is limited and it takes time to change tools.

また、チェンジャアーム等が複雑な運動を必要とする等
種々の欠点がある。
In addition, there are various drawbacks such as the need for complicated movements of the changer arm and the like.

本発明はかかる従来の欠点を解消し、加工中の待機時間
を利用して次工程の工具を準備し、短時間で工具の交換
ができるようにするとともに切削中の粉塵等が入らない
ような機構を設け、工具を確実に取けけ安全な作業を行
なうことのできる自 4動工具交換装置の提供を目的と
する。
The present invention eliminates such conventional drawbacks, uses the waiting time during machining to prepare tools for the next process, allows tools to be replaced in a short time, and prevents dust from entering during cutting. The purpose of the present invention is to provide an automatic four-motion tool changer that is equipped with a mechanism that allows tools to be removed reliably and to perform safe work.

かかる目的を達成する複数の工具が収納され且つ工具交
換位置が設定された工具マガジンと、この工具マガジン
の前記工具交換位置にて前記工具の受は渡しを行うと共
にT作機械の主軸に設定された工具交換位置の側方に前
記工具が前記主軸と平行をなすように工具受は渡しの位
置が設定されてこの工具受は渡しの位置と前記工具マガ
ジンの工具交換位置との間を移動する中間アームと、こ
の中間アームに180度開閉可能に枢支されて前記工具
を把持し肖ると共にこの開閉動作により前記工具の着脱
を行う一対の把持部材と、前記主軸の工具交換位置と前
記中間アームの工具受は渡しの位置との間を前記主軸と
直角な方向に往復動して前記主軸に取酊けられた前記工
具の把持と前記把持部材に対する前記工具の受は渡しと
を行うと共に前記主軸と平行な方向に往復動してこの主
軸に対する前記工具の着脱を行い且つ当該主軸と平行な
軸回りに旋回して該主軸と前記把持部材との間での前記
工具の差し換えを仲介するチェンジャアームとを具えた
ことを特徴とする。
To achieve this purpose, there is provided a tool magazine in which a plurality of tools are stored and a tool exchange position is set, and a tool holder is transferred at the tool exchange position of this tool magazine and is set on the main axis of a T machine tool. The tool holder is set at a passing position so that the tool is parallel to the spindle, and the tool holder moves between the passing position and the tool changing position of the tool magazine. an intermediate arm; a pair of gripping members pivotally supported on the intermediate arm so as to be openable and closable through 180 degrees to grip and hold the tool; and a pair of gripping members for attaching and detaching the tool through the opening and closing operations; The tool receiver of the arm reciprocates between a transfer position and a direction perpendicular to the main shaft to grip the tool mounted on the main shaft and transfer the tool to the gripping member. It reciprocates in a direction parallel to the main shaft to attach and detach the tool to and from the main shaft, and rotates around an axis parallel to the main shaft to mediate replacement of the tool between the main shaft and the gripping member. It is characterized by being equipped with a changer arm.

以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.

まず、第2図および第3図によって本発明の自動工具交
換装置の主要部の構成を説明する。
First, the configuration of the main parts of the automatic tool changer of the present invention will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

主軸頭1は主軸2を具えコラム3の側面を上下動自在に
配設しである。
A spindle head 1 includes a spindle 2 and is arranged on the side surface of a column 3 so as to be movable up and down.

そして、コラム3に(1旋回用のシリンダ4を介して工
具6の着脱を行なうチェンジャアーム5が設けられ、コ
ラム3の主軸頭1と反対側の側面には多数の工具が収納
されるマガジン7が設けである。
The column 3 is provided with a changer arm 5 for attaching and detaching tools 6 via a cylinder 4 for one rotation, and a magazine 7 in which a large number of tools are stored on the side opposite to the spindle head 1 of the column 3. is the provision.

また、マガジン7には工具を収納するための工具把持爪
7′が設けてあり、このマガジン7に収納された工具と
チェンジャアーム5に保持された工具を旋回して交換す
るため中間アーム8が設けである。
The magazine 7 is also provided with a tool gripping claw 7' for storing tools, and an intermediate arm 8 is provided in order to rotate and exchange the tools stored in the magazine 7 and the tools held in the changer arm 5. It is a provision.

この中間アーム8の工具のシャンク部を把持する部分に
は開閉機構が設けである。
An opening/closing mechanism is provided at a portion of the intermediate arm 8 that grips the shank of the tool.

以下に各部材について説明する。Each member will be explained below.

チェンジャアーム5の第3図中の矢印C,D方向の移動
機構と旋回機構については、第4図および第5図に示す
ように、チェンジャアーム5は回転軸10を中心に18
cPずつ交互に旋回でき、その両端には工具を把持する
ための爪11 、11’が設けである。
Regarding the movement mechanism and rotation mechanism of the changer arm 5 in the directions of arrows C and D in FIG. 3, as shown in FIGS.
It can be rotated alternately by cP, and claws 11 and 11' for gripping tools are provided at both ends.

また、このチェンジャアーム5を支持するフレーム12
はその上下位置において、チェンジャアーム5の回転軸
10と直角な方向に設けられた支持木本14に固定され
た軸13 、13’に沿って移動可能に軸承されている
(第3図中のの矢印A、B方向の移動)、う また、チェンジャアーム5は回転軸10の軸方向にも移
動可能とされ、フレーム12に装架された流木シリンダ
15によりアーム16を介して駆動力が伝達される。
Also, a frame 12 supporting this changer arm 5
are movably supported in their vertical positions along shafts 13 and 13' fixed to a support tree 14 provided in a direction perpendicular to the rotation axis 10 of the changer arm 5 (see FIG. 3). Furthermore, the changer arm 5 is also movable in the axial direction of the rotating shaft 10, and the driving force is transmitted via the arm 16 by a driftwood cylinder 15 mounted on the frame 12. be done.

このチェンジャアーム5の旋回機構はフレーム12に固
定された圧力シリンダ4に取付けであるラック11を第
4図中で−に上動することにより回転軸10に固着され
たピニオン18を回転することで旋回される。
The turning mechanism of the changer arm 5 is achieved by rotating the pinion 18 fixed to the rotating shaft 10 by moving the rack 11 attached to the pressure cylinder 4 fixed to the frame 12 upward in the - direction in FIG. be rotated.

尚、このチェンジャアーム5の旋回はa本シリンダ15
の作動により、第5図中の矢印C方向に移動した時のみ
ラック17とピニオン18とが噛み合い旋回可能となる
Incidentally, this rotation of the changer arm 5 is caused by the rotation of the a cylinder 15.
As a result of this operation, the rack 17 and pinion 18 are engaged with each other and can rotate only when moving in the direction of arrow C in FIG.

次に、チェンジャアーム5の左右移動、即ち、第3図中
の矢印A、B方向移動の機構について第6図〜第9図を
参照して説明する。
Next, a mechanism for moving the changer arm 5 left and right, that is, moving in the directions of arrows A and B in FIG. 3, will be explained with reference to FIGS. 6 to 9.

主要部は第6図のように構成されるが、fN、(4にシ
リンダ19がフレーム20に固定してあり、この流体シ
リンダ19のピストン21に、第6図中の■−■断面を
示す第8図のように、ラック22が連結固定され、この
ラック22が、第8図中の■−IX断面を示す第9図の
ように、ピニオン軸24に固着されたピニオン23と噛
み合っている。
The main part is constructed as shown in FIG. As shown in FIG. 8, a rack 22 is connected and fixed, and this rack 22 meshes with a pinion 23 fixed to a pinion shaft 24, as shown in FIG. .

そして、このピニオン軸24にアームを介してカムロー
ラ26が取付けてあり、このカムローラ26が軸13に
沿って移動自在なフレーム12と一体のブロック25の
溝25′に滑合しである。
A cam roller 26 is attached to this pinion shaft 24 via an arm, and this cam roller 26 is slidably fitted into a groove 25' of a block 25 integral with the frame 12, which is movable along the shaft 13.

したがって、流木シリンダ19によってラック22が第
8図中の矢印E方向に移動すると、これに噛み合うピニ
オン23がi 80J回し、カムローラ26を介してブ
ロック25とともにフレーム12を軸13 、13’に
沿って移動させる。
Therefore, when the rack 22 is moved by the driftwood cylinder 19 in the direction of the arrow E in FIG. move it.

この場合のブロック25の溝25′は、第1図に示すよ
うに、フレーム12の移動方向に対して直角方向、即ち
、軸13に対して直角方向に穿設してあり、カムローラ
26の定速度旋回、即ち、ピストン21の定速度運動に
幻し、フレーム12の移動速度は初期においてゆるやか
で、移動し始めてから中間位置において最高速度となり
、以後除々にその速度が緩やかとなり、終期に於いて停
止するサインカーブに沿った運動となる。
As shown in FIG. The movement speed of the frame 12 is slow at the beginning, reaches the maximum speed at the intermediate position after starting to move, and then gradually becomes slower, and at the final stage, the movement speed of the frame 12 is slow. The motion follows a sine curve that stops.

このためフレーム12の移動は全く衝撃がなく、極めて
円滑にチェンジャアーム5の左右移動を行なうことがで
きる。
Therefore, the frame 12 is moved without any impact, and the changer arm 5 can be moved left and right extremely smoothly.

次に、マガジンの工具交換位置とチェンジャアームの工
具交換位置との間を90°旋回して移動する中間アーム
8についてその旋回機構の平面図である第10図と詳細
図である第11図〜第15図を参照して説明する。
Next, FIG. 10 is a plan view of the rotating mechanism of the intermediate arm 8, which rotates by 90 degrees between the tool changing position of the magazine and the tool changing position of the changer arm, and FIGS. 11 to 11 are detailed views. This will be explained with reference to FIG.

第10図は工具把握装置27で工具9′を把握した場合
を示し、この工具把握装置21全木が軸28を中心とし
て90°旋回して図中、2点鎖線で示す位置に位置決め
できるようになっている。
FIG. 10 shows a case in which the tool 9' is grasped by the tool grasping device 27, and the whole tree of the tool grasping device 21 is rotated 90 degrees around the shaft 28 so that it can be positioned at the position shown by the two-dot chain line in the figure. It has become.

この工具把握装置27の中間アーム8の旋回機構として
流木シリンダ30が設けられ、その基端がピン31を支
点として回動自在に取吋けてあり、流体シリンダ30の
先端部のピストン軸32の先34には、第12図に示す
ような、支点ピン33を中心として90°回動可能なア
ーム34の一端がピン35で旋回自在に連結しである。
A driftwood cylinder 30 is provided as a turning mechanism for the intermediate arm 8 of this tool gripping device 27, and its base end is rotatably attached to a pin 31 as a fulcrum. At the tip 34, one end of an arm 34 rotatable through 90° about a fulcrum pin 33 is rotatably connected with a pin 35, as shown in FIG.

そして、アーム34の他端に取けけられたカムローラ6
1が中間アーム本体8′にボルト60で固定されたカム
溝部59′の溝カム59に滑合させである。
A cam roller 6 attached to the other end of the arm 34
1 is slidably fitted to the groove cam 59 of the cam groove 59' fixed to the intermediate arm body 8' with a bolt 60.

また、工具を把握する把握装置27には開閉用シリンダ
36が設けられ、そのピストン端部は、第10図中の■
−■矢視断面を示す第12図のように、連結枠37を介
して筒状軸38に連結してあり、ピン39で廻り止めが
施こしである。
Further, the grasping device 27 for grasping the tool is provided with an opening/closing cylinder 36, the piston end of which is
As shown in FIG. 12, which shows a cross section in the direction of arrows -■, it is connected to a cylindrical shaft 38 via a connecting frame 37, and rotation is prevented by a pin 39.

この筒状軸38は第13図に示すように、中央部外周の
一部に斜面カム38’が形成してあり、把握装置27の
インクロック機能をなすためのものである。
As shown in FIG. 13, this cylindrical shaft 38 has a sloped cam 38' formed on a part of the outer periphery of the central portion, and is used to perform an ink lock function of the grasping device 27.

この筒状軸38の中心部には軸40が配設され連結枠3
7側の端部の固定座金42と軸40の中央部のフランジ
41との間でこの筒状軸38が摺動可能としである。
A shaft 40 is disposed at the center of this cylindrical shaft 38, and the connecting frame 3
The cylindrical shaft 38 is slidable between a fixing washer 42 at the end on the 7 side and a flange 41 at the center of the shaft 40.

また、この軸40の筒状軸38の外部にはラック43が
装架され、先端部に若干のすき間tを介してナツト44
が螺着してあり、ばね45を介してラック43が第13
図中の右方に附勢しである。
A rack 43 is mounted on the outside of the cylindrical shaft 38 of the shaft 40, and a nut 44 is mounted on the tip of the shaft 40 through a slight gap t.
is screwed onto the rack 43 via a spring 45.
It is energized to the right in the figure.

そして、このラック43と噛み合うピニオン46が、第
14図および第15図に示すように、軸47に固着して
あり、軸47と並設した軸47′が歯車48 、48’
で噛み合っており、ラック43を動かすことで軸47
、47’を軸として半割状の把持部材49,49’を同
角度だけ開閉して工具γを把持することができる。
A pinion 46 that meshes with this rack 43 is fixed to a shaft 47, as shown in FIGS.
By moving the rack 43, the shaft 47
, 47' as axes, the tool γ can be gripped by opening and closing the half-shaped gripping members 49, 49' by the same angle.

次に、この把握装置21で工具γを把握した状態を保持
するインター田ツク装置として、第13図に示すように
、てこ50が中間アーム木本8′に固定したピン54を
中心として回動可能としてあリ、一端にはローラ51が
軸承され、前記筒状軸38の斜面カム38′に接触する
よう位置するとともに他端には中間アーム本体8′に摺
動自在に設けられた軸55の基端に取けけられたローラ
52゜52′を拘くようになっている。
Next, as shown in FIG. 13, a lever 50 rotates around a pin 54 fixed to the intermediate arm wood 8' as an inter-touch device that holds the tool γ in a gripping state with the gripping device 21. Possibly, a roller 51 is supported at one end and positioned so as to contact the inclined cam 38' of the cylindrical shaft 38, and a shaft 55 is slidably provided on the intermediate arm body 8' at the other end. The rollers 52, 52' attached to the base end of the rollers 52 and 52' are held in place.

この軸55の先端部にはフォーク55/が取付けてあり
、常時、ばね56でフォーク55′側に付勢しである。
A fork 55/ is attached to the tip of this shaft 55, and is always biased toward the fork 55' by a spring 56.

そして、半割状の把握部材49.49’のそれぞれに固
定したロックアーム51と、ブロック58を把握部材4
9.49’が閉じた状態では両者をフォーク55′で挾
むようにしてロックする。
Then, the lock arm 51 fixed to each of the half-shaped grasping members 49 and 49' and the block 58 are attached to the grasping member 4.
When 9.49' is closed, both are sandwiched and locked by fork 55'.

このロックの解除は筒状軸38が移動し、斜面カム38
′にローラ51が乗って押し上げられると、てこ50が
第13図中の左方移動し、ロックアーム57とブロック
58がフォーク55′からはずれることでなされる。
To release this lock, the cylindrical shaft 38 moves and the inclined cam 38
When the roller 51 rides on and is pushed up, the lever 50 moves to the left in FIG. 13, and the lock arm 57 and block 58 are disengaged from the fork 55'.

尚、第14図中、62は半割状のスペーサ、63は弾性
材料を用いた半割状のスペーサであり、工具γのボルト
グリップ9aを把握するものである。
In FIG. 14, 62 is a half-shaped spacer, and 63 is a half-shaped spacer made of an elastic material, which grips the bolt grip 9a of the tool γ.

次に、このような構成の自動工具交換装置での工具交換
について作用とともに説明する。
Next, tool changing using the automatic tool changing device having such a configuration will be explained along with its operation.

コラム3の側面を上下動する主軸頭1の主軸2に取付け
られた工具6が加工工程を終了すると前記主軸頭1はコ
ラム3前面に取付けられ常時水平方向にその向きを保持
するチェンジャアーム5の中心高さと等しい位置まで上
昇して停止するとともにその反対側に次工程の加工用工
具9を保持したチェンジャアーム5が第3図の右方即ち
、主軸頭1側(矢印A方向)に移動して使用済工具6を
掴む。
When the tool 6 attached to the spindle 2 of the spindle head 1 that moves up and down the side surface of the column 3 completes the machining process, the spindle head 1 is attached to the front surface of the column 3 and is attached to the changer arm 5 which always maintains its orientation in the horizontal direction. The changer arm 5 rises to a position equal to the center height and stops, and at the same time, the changer arm 5 holding the processing tool 9 for the next process on the opposite side moves to the right in FIG. 3, that is, to the spindle head 1 side (in the direction of arrow A). and grab the used tool 6.

そして、そのまま軸方向(矢印C方向)に移動してこの
工具6を抜き取り、その工程の終端で旋回用シリンダ4
の作動により1801回し、旋回が完了すると矢印り方
向に後退して新工具9を主軸2に挿入する。
Then, the tool 6 is removed by moving in the axial direction (direction of arrow C), and at the end of the process, the turning cylinder 4
When the rotation is completed, the tool moves backward in the direction of the arrow and inserts the new tool 9 into the spindle 2.

この挿入が終ると、チェンジャアーム5は、第3図の左
方(矢印B方向)に移動し、その工程端で停止する。
When this insertion is completed, the changer arm 5 moves to the left in FIG. 3 (in the direction of arrow B) and stops at the end of the process.

これと同時に主軸頭1は下降し、主軸2に挿入された新
工具9で加工を開始する。
At the same time, the spindle head 1 is lowered and machining is started using the new tool 9 inserted into the spindle 2.

この時、該位置で待機していた中間アーム8が閉じて加
工済工具6のシャンク部分を掴み、そのまま旋回してチ
ェンジャアーム5からマガジン7の所定の場所の工具把
持爪7′に収納する。
At this time, the intermediate arm 8, which has been waiting at this position, closes, grips the shank portion of the machined tool 6, pivots as it is, and stores the tool from the changer arm 5 into the tool gripping claw 7' at a predetermined location in the magazine 7.

同時に中間アーム8は開いてこの工具6を開放する。At the same time, the intermediate arm 8 opens to release this tool 6.

次に、マガジン7はNC等の指令により回転し、次工程
用の工具グを選択して停止すると、中間アーム8は該マ
ガジン7の割出し完了信号によって閉じ、工具qを把握
する。
Next, the magazine 7 is rotated by a command from an NC or the like, and when the tool q for the next process is selected and stopped, the intermediate arm 8 is closed by the indexing completion signal of the magazine 7 and grasps the tool q.

この状態で9CIO旋回してチェンジャアーム5に工具
γを挿入して停止する。
In this state, the tool rotates 9CIO, inserts the tool γ into the changer arm 5, and stops.

そして次の工具交換時まで待機する。次に、次工程用の
工具γと交換するため再び主軸頭1が上昇してチェンジ
ャアーム5の高さで停止トすると、中間アーム8が開き
、チェンジャアーム5は右進して主軸2に装着しである
加工済の工具を掴みそのまま矢印C方向に前進し、その
工程端でiso°旋回し、矢印り方向に後退し新工具を
主軸2に挿入する。
It then waits until the next tool change. Next, in order to replace the tool γ for the next process, the spindle head 1 rises again and stops at the height of the changer arm 5, the intermediate arm 8 opens, and the changer arm 5 moves to the right and attaches to the spindle 2. Grasp the previously machined tool and move forward in the direction of arrow C, turn iso° at the end of the process, retreat in the direction of the arrow, and insert the new tool into the spindle 2.

以七上述のサイクルを繰返して旧工具はマガジン7に収
納され、次の工具をとり出してチェンジャアーム5に把
持する。
By repeating the above-described cycle seven times, the old tool is stored in the magazine 7, and the next tool is taken out and held by the changer arm 5.

以上が本発明の自動工具交換装置の作用の概略であるが
、さらに図面を参照して詳述する。
The operation of the automatic tool changer of the present invention has been outlined above, and will be further explained in detail with reference to the drawings.

主軸頭1が工具交換位置で停止すると、中間アーム開閉
用シリンダ36の作動により連結枠37が第12図中に
2点鎖線で示した位置に移動し、第14図中の半割状の
把持部材49,49’が開いて互いに180°の角度を
なす。
When the spindle head 1 stops at the tool exchange position, the connecting frame 37 moves to the position shown by the two-dot chain line in FIG. Members 49, 49' are opened and form an angle of 180° with respect to each other.

即ち、連結枠37が第12図中の矢印G方向に移動する
と、連結枠37により筒状軸38も一緒に移動するが、
この時、斜面カム38′にてこの50のローラ51が乗
り上げ、このてこ50により軸55も左方向(矢印F方
向)に引かれ、把持部材49,49’を拘束するフォー
ク55′がはずれ拘束状態が解除される。
That is, when the connecting frame 37 moves in the direction of arrow G in FIG. 12, the cylindrical shaft 38 also moves together with the connecting frame 37.
At this time, the 50 rollers 51 ride on the slope cam 38', and the shaft 55 is also pulled to the left (in the direction of arrow F) by the lever 50, and the fork 55' that restrains the gripping members 49, 49' comes off and is restrained. The condition is canceled.

そして、更に、矢印G方向に移動すると筒状軸38の左
端で軸40の端部に設けた固定座金42に当り、第13
図に示すように、この固定座金42を矢印G方向に引く
ようになる。
Then, as it moves further in the direction of arrow G, the left end of the cylindrical shaft 38 hits the fixed washer 42 provided at the end of the shaft 40, and the 13th
As shown in the figure, this fixed washer 42 is pulled in the direction of arrow G.

このため、軸40の右端のナツト44がラック43を押
し、このラック43と噛み合うピニオン46が取口゛け
られた軸47を回転することで把持部材49.49’を
開くのである。
Therefore, the nut 44 at the right end of the shaft 40 pushes the rack 43, and the pinion 46 that engages with the rack 43 rotates the shaft 47, which is opened, thereby opening the gripping members 49, 49'.

一方、チェンジャアーム5は、第8図および第9図に示
すように、流体シリンダ19とラック22およびピニオ
ン23の作動によりカムローラ26を介してフレーム1
2に固定されたブロック25を移動させる。
On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, the changer arm 5 is moved to the frame via the cam roller 26 by the operation of the fluid cylinder 19, rack 22, and pinion 23.
The block 25 fixed at 2 is moved.

この時の移動速度はすでに説明したように、サインカー
ブを描き、チェンジャアーム5を衝撃が全くなく円滑に
動かすことができるのである。
As already explained, the moving speed at this time draws a sine curve, and the changer arm 5 can be moved smoothly without any impact.

チェンジャアーム5が主軸頭1方向に移動して1日工具
6を把握すると、右端部にて、リミットスイッチ(図示
せず)の信号により、主軸頭1内の工具アンクランプ機
能(図示せず)により工具の装着が開牧され、同時にチ
ェンジャアーム5自身がその軸方向、即ち、第3図およ
び第5図の矢印C方向に移動して工具6を抜き、そのま
ま前進端に到る。
When the changer arm 5 moves in the direction of the spindle head 1 and grasps the tool 6, a tool unclamp function (not shown) in the spindle head 1 is activated at the right end by a signal from a limit switch (not shown). As a result, the tool is unloaded, and at the same time, the changer arm 5 moves in its axial direction, that is, in the direction of arrow C in FIGS. 3 and 5, removes the tool 6, and reaches the forward end.

ここで別のリミットスイッチ(図示せず)によって、こ
れを検出すると、旋回用シリンダ4が作動し、チェンジ
ャアーム5を180°旋回させる。
When this is detected by another limit switch (not shown), the turning cylinder 4 is actuated to turn the changer arm 5 by 180 degrees.

旋回動作が終ると、これをリミットスイッチ(図示せず
)により検出し、この状態のままチェンジャアーム5を
矢印り方向に後退させ、新しい工具9を主軸2に挿入し
、更にその挿入完了信号によって主軸頭1内のクランプ
装置が作動しクランプする。
When the turning operation is completed, this is detected by a limit switch (not shown), the changer arm 5 is moved back in the direction of the arrow in this state, a new tool 9 is inserted into the main shaft 2, and the insertion completion signal is sent. The clamping device inside the spindle head 1 operates and clamps.

この動作が完了すると、チェンジャアーム5は、第3図
の矢印B方向に移動する。
When this operation is completed, changer arm 5 moves in the direction of arrow B in FIG.

この移動完了信号によって主軸頭1は次の加工工程に向
って移動を開始する。
In response to this movement completion signal, the spindle head 1 starts moving toward the next machining process.

同時に中間アーム8の開閉用シリンダ36のピストンは
、第12図中の矢印1(方向に移動する。
At the same time, the piston of the opening/closing cylinder 36 of the intermediate arm 8 moves in the direction of arrow 1 in FIG.

これによって、第13図に示すように筒状軸38は軸4
0のフランジ41を押して右進し、ばね45を介してラ
ック43を右進させることで半割状の把持部材49゜4
9′を閉じさせるとともにロソクアーノ・57とブロッ
ク58を閉じた形とする。
As a result, the cylindrical shaft 38 is moved to the shaft 4 as shown in FIG.
Push the flange 41 of 0 and move it to the right, and move the rack 43 to the right via the spring 45 to release the halved gripping member 49°4.
9' is closed, and Losoquano 57 and block 58 are closed.

これらのロック了−1,57とブロック58をロック状
態とするには、更にピストンが右進し、ローラ51が斜
面カム38′から外れると軸55のフォーク55′がば
ね56によって、第13図中の矢印E方向に戻されフォ
ーク55′によってロックされる。
In order to lock these lock ends 1, 57 and the block 58, the piston moves further to the right, and when the roller 51 comes off the slope cam 38', the fork 55' of the shaft 55 is moved by the spring 56 as shown in FIG. It is returned in the direction of the arrow E inside and locked by the fork 55'.

このようにして、チェンジャアーム5が搬送してきた旧
工具6を受は取り把持する。
In this way, the old tool 6 carried by the changer arm 5 is picked up and held.

次に、この状態から、第10図に示す流体シリンダ30
のピストン32が後退すると、アーム34が支持ピン3
3を中心として旋回し、カムローラ61が溝カム59の
カム溝部59′内を滑ることで軸28を支点として旋回
させる。
Next, from this state, the fluid cylinder 30 shown in FIG.
When the piston 32 moves backward, the arm 34 touches the support pin 3
3 as a center, and the cam roller 61 slides within the cam groove 59' of the grooved cam 59 to rotate around the shaft 28 as a fulcrum.

即ち、mLKシリンダ30は旧工具6を把持したまま中
間アーム8を旋回させ、第10図に示す2点鎖線27′
の位置に向きを変える。
That is, the mLK cylinder 30 rotates the intermediate arm 8 while gripping the old tool 6, and rotates the intermediate arm 8 to move along the two-dot chain line 27' shown in FIG.
Turn to the position.

この位置ではすでに旧工具6の収納位置に割出されたマ
ガジン7側の把持爪が待機しており、図示省略したがこ
の把持爪内に旧工具6を挿入する。
At this position, the gripping claw on the side of the magazine 7, which has already been indexed to the storage position of the old tool 6, is waiting, and although not shown, the old tool 6 is inserted into this gripping claw.

次に、この挿入完了によって再びシリンダ36のピスト
ンが作動して把持部材49.49’を開き旧工具6の把
持を解除する。
Next, upon completion of this insertion, the piston of the cylinder 36 operates again to open the gripping members 49, 49' and release the grip on the old tool 6.

更に、この解除によってマガジン7は次の工具を割出す
ための回転を開始する。
Further, upon this release, the magazine 7 starts rotating for indexing the next tool.

割出しが完了すると、その完了信号によって中間アーム
8の開閉用シリンダ36により把持部材49,49’は
閉じて次の新工具を把持し、次いで旋回用圧力シリンダ
30により中間アーム8は向きを変えチェンジャアーム
5に挿入して次の工具交換の時期を待つ。
When the indexing is completed, the gripping members 49, 49' are closed by the opening/closing cylinder 36 of the intermediate arm 8 in response to the completion signal to grip the next new tool, and then the intermediate arm 8 changes its direction by the rotation pressure cylinder 30. Insert it into the changer arm 5 and wait for the next tool change.

このようにして主軸2と向きを異にするマガジン7の工
具を中間アーム8とチェンジャアーム5とによって中継
し、加工中の時間を利用して、次工程の工具を準備し、
最短時間で工具を交換するのである。
In this way, the tools in the magazine 7, which are oriented in a different direction from the main spindle 2, are relayed by the intermediate arm 8 and the changer arm 5, and the time during machining is used to prepare the tools for the next process.
Tools are changed in the shortest possible time.

以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば、■加工が終了し、主軸頭が交換位置に上昇して
から工具を把持したチェンジャアームが主軸頭方向に移
動するとき、はじめて中間アームの把持部材が二つに開
くため、切削油や切削屑等の中間アームへの侵入のおそ
れが全くなく確実に工具を装着できるさともに作業の安
全にもつながる。
As explained above in detail with the embodiments, according to the present invention, (1) the changer arm gripping the tool moves in the direction of the spindle head after machining is completed and the spindle head has risen to the exchange position; Since the gripping member of the intermediate arm opens in two, there is no fear of cutting oil, cutting debris, etc. entering the intermediate arm, allowing the tool to be reliably mounted and leading to safer work.

■チェンジャアームの左右方向の移動と中間アームの旋
回機構にカム機構を用いたため、(M、0+シリンダの
ピストン速度の微妙な調整が不要となり、しかも、工具
把持部分への挿入、取外し工程中に衝撃が作用すること
なく円滑に運動する。
■Since a cam mechanism is used for the left-right movement of the changer arm and the rotation mechanism of the intermediate arm, there is no need to make delicate adjustments to the piston speed of the (M, 0+ cylinder). Moves smoothly without any impact.

■中間アームの把持部材の開閉機構にビストンストロー
クの一部を利用したインターロック装置を設けたことに
より、中間アームの把持部材が閉じたときには、その状
態を保持し、把持した工具をチェンジャアーム、あるい
はマガジン側の爪内に挿入、あるいは取外しのときの力
で開いてしまうことがない。
■By installing an interlock device that utilizes part of the piston stroke in the opening/closing mechanism of the gripping member of the intermediate arm, when the gripping member of the intermediate arm is closed, it is held in that state and the gripped tool is transferred to the changer arm. Also, it will not open due to force when inserted into or removed from the claw on the magazine side.

■チェンジャアームはマガジン側に寄った状態のままで
次工具の準備ができるため主軸頭の上下方向のストロー
クを阻害することがなくなり、加工範囲が広くなった。
■The changer arm can prepare the next tool while remaining close to the magazine side, so it no longer obstructs the vertical stroke of the spindle head, widening the machining range.

尚、本発明はチェンジャアームの工具の向きと、マガジ
ンの工具の向きとが互いに平行、直角、鋭角、鈍角の何
れの場合にあっても応用できるものである。
The present invention can be applied even if the orientation of the tool on the changer arm and the orientation of the tool on the magazine are parallel to each other, at a right angle, at an acute angle, or at an obtuse angle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の自動工具交換装置の正面図、第2図〜第
15図は本発明の自動工具交換装置の一実施例にかかり
、第2図は正面図、第3図は平面図、第4図は第3図中
のIV−IV断面図、第5図は第4図中の■−■断面図
、第6図は第5図中の■−4’I矢視図、第7図は第6
図中の■−■断面図、第8図は第6図中の■−■断面図
、第9図は第8図中のIX−IX断面図、第10図は中
間アームの平面図、第11図は第10図の底面図、第1
2図は第10図中の■−■矢視図、第13図は第12図
中の■−■断面図、第14図は第12図中の畢−畢断面
図、第15図は第12図中のXV−XV断面図である。 図面中、1は主軸頭、2は主軸、3はコラム、4はチェ
ンジャアーム旋回用シリンダ、5はチェンジャアーム、
6,9,9’は工具、1はマガジン、8は中間アーム、
27は工具把持装置、30は中間アームの旋回用圧力シ
リンダ、36は把持部材開閉用シリンダ、49,49’
は把持部材、55′はロック用のフォーク、57はロッ
クアーム、58はブロックである。
Fig. 1 is a front view of a conventional automatic tool changer, Figs. 2 to 15 show an embodiment of the automatic tool changer of the present invention, Fig. 2 is a front view, and Fig. 3 is a plan view. Fig. 4 is a sectional view taken along IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 is a sectional view taken along The figure is number 6
8 is a sectional view taken along ■--■ in FIG. 6, FIG. 9 is a sectional view taken along IX-IX in FIG. 8, and FIG. Figure 11 is the bottom view of Figure 10,
Figure 2 is a cross-sectional view taken along the ■-■ arrow in Figure 10, Figure 13 is a cross-sectional view taken along the ■-■ line in Figure 12, Figure 14 is a cross-sectional view taken along the line 12 is a sectional view taken along line XV-XV in FIG. 12. In the drawing, 1 is the spindle head, 2 is the main shaft, 3 is the column, 4 is the changer arm rotation cylinder, 5 is the changer arm,
6, 9, 9' are tools, 1 is a magazine, 8 is an intermediate arm,
27 is a tool gripping device, 30 is a pressure cylinder for pivoting the intermediate arm, 36 is a cylinder for opening and closing the gripping member, 49, 49'
55' is a locking fork, 57 is a locking arm, and 58 is a block.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数の工具が収納され且つ工具変位置が設定された
工具マガジンと、この工具マガジンの前記工具交換位置
にて前記工具の受は渡しを行うと共に工作機械の主軸に
設定された工具交換位置の側方に前記工具が前記主軸と
平行をなすように工具受は渡しの位置が設定されてこの
工具受は渡しの位置と前記工具マガジンの工具交換位置
との間を移動する中間アームと、この中間アームに18
0度開閉可能に枢支されて前記工具を把持し帰ると共に
この開閉動作により前記工具の着脱を行う一対の把持部
材と、前記主軸の工具交換位置と前記中間アームの工具
受は渡しの位置との間を前記主軸と直角な方向に往復動
して前記主軸に取付けられた前記工具の把持と前記把持
部材に対する前記工具の受は渡しとを行うと共に前記主
軸と平行な方向に往復動してこの主軸に対する前記工具
の着脱を行い且つ当該主軸と平行な軸回りに旋回して該
主軸と前記把持部材との間での前記工具の差し換えを仲
介するチェンジャアームとを具えたことを特徴とする自
動工具交換装置。
1. A tool magazine in which a plurality of tools are stored and a tool change position is set, and the tool receiver is transferred at the tool change position of this tool magazine, and the tool change position is set on the main axis of the machine tool. The tool holder is set at a passing position so that the tool is parallel to the main shaft on the side, and the tool holder has an intermediate arm that moves between the passing position and a tool changing position of the tool magazine; 18 on middle arm
a pair of gripping members that are pivotally supported to open and close at 0 degrees and grip the tool and attach and detach the tool through this opening and closing operation; The tool is reciprocated in a direction perpendicular to the main shaft between the two to grip the tool attached to the main shaft, and the tool is transferred to and from the gripping member, and the tool is reciprocated in a direction parallel to the main shaft. It is characterized by comprising a changer arm that attaches and detaches the tool to and from the main shaft and rotates around an axis parallel to the main shaft to mediate exchange of the tool between the main shaft and the gripping member. Automatic tool changer.
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